立体校准图及手动校准立体显示画面的方法与流程

专利2022-05-09  3


【技术领域】

本发明涉及立体显示技术领域,尤其涉及一种立体校准图及手动校准立体显示画面的方法。



背景技术:

立体显示技术发展迅速,成为人们研究的热点。立体显示技术已经越来越广泛应用于医疗、广告、军事、展览、游戏及车载显示等各个领域。用户观看时立体显示画面时,左右两只眼睛看到两幅具有视差的、有所区别的画面,将它们反射到大脑,人就会在大脑中融合成立体效果的画面,从而达到立体的视觉效果。

请参阅图1,是现有技术立体显示设备结构示意图,现有技术的立体显示设备10包括显示模块11及光栅13,所述光栅13贴设于所述显示模块11,根据所述光栅13及所述光栅13与所述显示模块11的角度关系,所述立体显示设备10预设节距参数和角度参数,所述节距参数为所述光栅13的光栅格131在所述显示模块11上的光栅节距投影至水平方向的间距,即:沿水平方向截取的线段ab的长度,所述角度参数为所述光栅格131与沿所述显示模块11的水平方向的夹角α。

由上可知,在实际组装时,所述光栅13与所述显示模块11的夹角容易因为人工操作熟练度、贴合设备的精度等因素导致贴合精度不完全可控,存在一定范围内误差,使得与所述预设的节距参数和角度参数存在误差,影响立体显示效果,需要进行所述节距参数和所述角度参数校准。

现有技术采用立体校准图校准所述节距参数和所述角度参数时,以所述预设的节距参数和所述角度参数为基准,根据所述立体显示设备的实际显示效果,对所述节距参数和所述角度参数逐步调整,直至达到最佳实际显示效果,校准步骤繁多。

因此,有必要提供一种新的用于立体显示画面校准的立体校准图解决上述校准步骤繁多的技术问题。



技术实现要素:

为了解决上述校准步骤繁多且易眼疲劳的技术问题,本发明提供一种校准步骤少、操作简便且能满足个体化差异需求的用于立体显示画面校准的立体校准图。本发明同时提供一种应用于立体显示设备的手动校准立体显示画面的方法。

一种用于立体显示画面校准的立体校准图,包括左画面及右画面。所述左画面包括第一颜色参数,所述右画面包括第二颜色参数,且与所述第一颜色参数相异,所述左画面与所述右画面融合形成所述立体校准图。沿设定方向,所述立体校准图包括多个连续分布且宽度相同的条形区域,每一条形区域对应包括节距参数和角度参数,相邻二条形区域的节距参数和/或角度参数呈渐变变化。

优选的,所述设定方向为水平方向,每一条形区域沿平行于水平方向延伸,且所述多个条形区域沿垂直于水平方向的竖直方向依次排布。

优选的,所述设定方向为垂直于水平方向的竖直方向,每一条形区域沿平行于竖直方向延伸,且所述多个条形区域沿水平方向依次排布。

优选的,还包括花纹,所述花纹包括校准直线,所述校准直线将所述花纹分割为相邻的第一部分花纹及第二部分花纹,设定所述校准直线所在条形区域为目标区域,所述目标区域的节距参数和角度参数定义为目标立体显示参数,所述第一部分花纹与所述第二部分花纹呈以所述校准直线轴对称显示时,所述立体校准图与所述人眼的位置定义为目标相对位置关系。

优选的,设定某一条形区域的节距参数值为w,角度参数值为θ,则满足如下条件:

w y≥w≥w-y,

m x≥θ≥m-x,其中:

w为预置的标准节距参数值;

y为节距参数误差常量;

m为预置的标准角度参数值;

x为角度参数误差常量。

优选的,每一所述条形区域的节距参数值w相等,设定所述多条形区域数量为n,n为整数,且n≥2,定义n∈(n∪1),则第n条形区的角度参数值θ=(m-x) 2x*(n-1)/(n-1),随所述n值逐渐增大,所述角度参数值θ渐变变化。

优选的,每一所述条形区域的角度参数值θ相等,设定所述多条形区域数量为n,n为整数,且n≥2,定义n∈(n∪1),则第n条形区的节距参数值w=(w-y) 2y*(n-1)/(n-1),随所述n值逐渐增大,所述节距参数值w渐变变化。

优选的,设定所述多条形区域数量为n,n为整数,且n≥2,定义n∈(n∪1),则第n条形区的角度参数值θ=(m-x) 2x*(n-1)/(n-1),节距参数值w=(w-y) 2y*(n-1)/(n-1),随所述n值逐渐增大,所述角度参数值θ渐变变化,所述节距参数值w渐变变化。

一种应用于立体显示设备的手动校准立体显示画面的方法,包括如下步骤:

驱动立体显示模块显示立体校准图,其中所述立体校准图包括融合的左画面及右画面,所述左画面与所述右画面分别对应不同的颜色参数,所述左画面与所述右画面融合形成所述立体校准图,沿设定方向,定义所述立体校准图包括多个连续分布且宽度相同的条形区域,每一条形区域对应包括节距参数和角度参数,相邻二条形区域的节距参数和/或角度参数呈渐变变化,所述立体校准图像还包括花纹,所述花纹包括校准直线,所述校准直线将所述花纹分割为相邻的第一部分花纹及第二部分花纹,设定所述校准直线所在条形区域为目标区域,所述目标区域的节距参数和角度参数定义为目标立体显示参数;

提供定位标记,调整所述定位标记处于所述立体校准图的校准直线位置,并记录此时所述校准直线位置的目标立体显示参数。

优选的,记录所述目标立体显示参数之后,还包括如下步骤:

调整人眼与所述立体显示模块的相对位置关系,使得所述花纹呈以所述校准直线轴对称的显示效果,获取目标相对位置关系,所述目标相对位置关系为当前人眼与所述立体显示模块的相对位置关系,不同于所述目标相对位置关系的人眼和所述立体显示模块的相对位置关系定义为其他相对位置关系;

提供人眼追踪模块,采集所述目标相对位置关系;

计算所述目标相对位置关系,且以所述目标相对位置关系与所述目标立体显示参数的对应关系为基准,计算其他相对位置关系的节距参数和角度参数。

优选的,所述人眼与所述立体显示模块的相对位置关系包括观看距离参数及两眼空间坐标参数。

与现有技术相比,本发明提供的用于立体显示画面校准的立体校准图,包括多个条形区域,每一条形区域对应包括节距参数和角度参数,相邻二条形区域的节距参数和/或角度参数呈渐变变化。从而,所述立体校准图同时提供多组渐变的节距参数和角度参数,所述显示模块显示所述立体校准图时,可简便地观看到所述校准直线,得到最佳的所述目标立体显示参数。

所述花纹规则变化,人眼与所述立体显示模块51的处于所述目标相对位置关系时,所述第一部分花纹与所述第二部分花纹以所述校准直线为对称轴对称,即校准时,只需调整人眼与所述显示模块的相对位置关系,观测到所述花纹呈以所述校准直线轴对称的显示效果,即可得到目标相对位置关系,且以所述目标相对位置关系与所述目标立体显示参数的对应关系为基准,计算其他相对位置关系的节距参数和角度参数。

同时,因不同人视力条件存在差异,在校准过程中,通过不同人实际观察所述校准直线位置及花纹对称效果,校准结果基于不同人的视力条件,对应各个体达到最佳观看效果。

综上,仅通过在所述显示模块上显示一次所述立体校准图,即可完成所述立体显示设备的校准,本发明提供的手动校准立体显示画面的方法校准步骤少、操作简便且能满足个体化差异需求。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:

图1是现有技术立体显示设备结构示意图;

图2是本发明一种用于立体显示画面校准的立体校准图示意图;

图3a及图3b分别是图2所示的立体校准图的两种花纹示意图;

图4是本发明一种应用于立体显示设备的手动校准立体显示画面的方法的流程框图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图2,是本发明一种用于校准立体显示设备的立体显示画面的立体校准图示意图。所述立体校准图20应用于立体显示设备50。所述立体显示设备50包括立体显示模块51、人眼追踪模块及定位标记53。所述立体显示模块51显示所述立体校准图20,所述人眼追踪模块采集人眼与所述立体显示模块51的相对位置关系。

所述立体校准图20包括左画面21、右画面23及花纹25,所述左画面21包括第一颜色参数211,所述右画面23包括第二颜色参数231,且所述第二颜色参数231与所述第一颜色参数相异211。所述左画面21与所述右画面23融合形成所述立体校准图20。

其中,在本实施方式中,所述第一颜色参数211为黑色、灰色及白色中的一种颜色,所述第二颜色231为白色、灰色及黑色中的一种颜色。当然,作为本领域技术人员,所述颜色参数不仅仅局限于黑色、灰色和白色,其还可以是其他颜色参数,如:紫色。

沿设定方向,定义所述立体校准图20包括多个连续分布且宽度相同的条形区域,每一所述条形区域对应包括节距参数和角度参数,所述多个条形区域的数量为n,n为整数,且n≥2,包括第一条形区域26、第二条形区域、…、第n条形区域、…及第n条形区域29,其中n∈(n∪1)。

其中,所述沿设定方向,在本实施方式中,定义所述立体显示模块的长度方向或高度方向为水平方向,如:定义长度方向为水平方向,则垂直于长度方向的高度方向为竖直方向,也就是说,沿水平方向设置,即沿平行于长度方向延伸设置;沿竖直方向设置,即沿平行于高度方向延伸设置。当然,作为本领域技术人员,不仅仅局限于水平方向和竖直方向设置,其还可以是其他角度的设定方向,如:与水平方向呈45度夹角的方向。

具体来说,当所述设定方向为水平方向时,每一条形区域沿平行于水平方向延伸,且所述多个条形区域沿垂直于水平方向的竖直方向依次排布;当所述设定方向为垂直于水平方向的竖直方向时,每一条形区域沿平行于竖直方向延伸,且所述多个条形区域沿水平方向依次排布。

设定某一条形区域的节距参数值为w,角度参数值为θ,则满足如下条件:

w y≥w≥w-y,

m x≥θ≥m-x,其中:

w为预置的标准节距参数值;

y为节距参数误差常量;

m为预置的标准角度参数值;

x为角度参数误差常量;

所述w和所述m与所述立体显示设备50的型号相关联。

在本实施例中,从所述第一条形区域26至所述第n条形区域29,所述每一条形区域的节距参数值w相等,所述角度参数值θ渐变变化,所述第n条形区的角度参数θ=(m-x) 2x*(n-1)/(n-1)。

作为本实施例的另一实施方式,从所述第一条形区域至所述第n条形区域,所述每一条形区域的角度参数值θ相等,所述节距参数w渐变变化,所述第n条形区的节距参数w=(w-y) 2y*(n-1)/(n-1)。

作为本实施例的另一实施方式,从所述第一条形区域至所述第n条形区域,所述节距参数渐变变化,第n条形区的节距参数w=(w-y) 2y*(n-1)/(n-1),所述角度参数渐变变化,所述第n条形区的角度参数θ=(m-x) 2x*(n-1)/(n-1)。

所述花纹25包括校准直线251,所述校准直线251将所述花纹25分割为相邻的第一部分花纹253及第二部分花纹255。所述校准直线251所在条形区域显示效果相对最佳,所述条形区域定义为目标区域,所述目标区域的节距参数和角度参数定义为目标立体显示参数。调整人眼与所述立体显示模块51的相对位置关系,观看到所述第一部分花纹与所述第二部分花纹以所述校准直线251为对称轴对称时,定义此时的人眼与所述立体显示模块51的相对位置关系为目标相对位置关系,不同于所述目标相对位置关系的人眼和所述立体显示模块的相对位置关系定义为其他相对位置关系。

请参阅图3a及图3b,分别是图2所示的立体校准图的两种花纹示意图,因多个所述条形区域的节距参数和角度参数的连续渐变变化,使所述花纹25规则变化。所述第一部分花纹253自靠近所述校准直线251的方向至远离所述校准直线251的方向,显示效果逐渐变差;所述第二花纹255自靠近所述校准直线251的方向至远离所述校准直线251的方向,显示效果逐渐变差。

与所述目标区域相邻的二条形区域,其节距参数和角度参数与所述目标立体显示参数的差值绝对值相等,其花纹显示效果发生的畸变以所述校准直线251轴对称。同理,其他处于所述目标区域两侧对应的条形区域具相同的特性,故可根据所述校准直线251得到所述目标立体显示参数。

具体而言,若第n条形区域为目标区域,则其相邻的条形区域为第n-1条形区域和第n 1条形区域,所述第n-1条形区域与第n条形区域的节距参数差值的绝对值为|2y/(n-1)|,角度参数差值的绝对值为|2x/(n-1)|,所述第n 1条形区域与第n条形区域的节距参数差值的绝对值也为|2y/(n-1)|,角度参数差值的绝对值也为|2x/(n-1)|,从而所述第n-1条形区的花纹与所述第n 1条形区的花纹显示效果发生的畸变以所述校准直线251轴对称。

另外,因人眼与所述立体显示模块51的相对位置关系影响观看到的显示效果,当调整人眼与所述立体显示模块51的相对位置关系至所述目标相对位置关系,所述花纹25呈以所述校准直线251轴对称的显示效果。当然实际校准时,因所述立体显示设备50存在的样本差异,所述第一部分花纹253的尺寸与所述第二部分花纹255的尺寸有些相同,有些相异。相异时,尺寸较小的部分花纹上的每一个点在尺寸较大的部分花纹上都存在对称点。

由上述可知,通过调整人眼与所述立体显示模块51的相对位置关系,观看到所述花纹25呈以所述校准直线251轴对称的显示效果时,可得到所述目标相对位置关系。

所述相对位置关系包括观看距离参数及两眼空间坐标参数。

请参阅图4,是本发明一种手动校准立体显示画面的方法的流程框图。采用所述立体校准图20校准所述立体显示设备50时,包括如下步骤:

s01,驱动所述立体显示模块51显示所述立体校准图20;

s02,调整所述定位标记53处于所述校准直线251的位置,并记录此时的目标立体显示参数;

s03,调整人眼与所述立体显示模块51的相对位置关系至所述目标相对位置关系,使得所述花纹25呈以所述校准直线251轴对称的显示效果;

s04,所述人眼追踪模块采集所述目标相对位置关系;

s05,所述立体显示设备50计算所述目标相对位置关系,且以所述目标相对位置关系与所述目标立体显示参数的对应关系为基准,计算其他相对位置关系的节距参数和角度参数;

与现有技术相比,本发明提供的用于立体显示画面校准的立体校准图20,包括多个条形区域,每一条形区域对应包括节距参数和角度参数,相邻二条形区域的节距参数和/或角度参数呈渐变变化。从而,所述立体校准图20同时提供多组渐变的节距参数和角度参数,所述立体显示模块51显示所述花纹25时,可简便地观看到所述校准直线251,得到所述目标立体显示参数。

所述花纹规则变化,人眼与所述立体显示模块51的处于所述目标相对位置关系时,所述第一部分花纹253与所述第二部分花纹255以所述校准直线251为对称轴对称,即校准时,只需调整人眼与所述立体显示模块51的相对位置关系,观测到所述花纹25呈以所述校准直线251轴对称的显示效果,即可得到目标相对位置关系,且以所述目标相对位置关系与所述目标立体显示参数的对应关系为基准,计算其他相对位置关系的节距参数和角度参数。

同时,因不同人视力条件存在差异,在校准过程中,通过不同人实际观察所述校准直线位置及花纹对称效果,校准结果基于不同人的视力条件,对应各个体达到最佳观看效果。

综上,仅通过在所述立体显示模块51上显示一次所述立体校准图20,即可完成所述立体显示设备50的校准,本发明提供的手动校准立体显示画面的方法校准步骤少、操作简便且能满足个体化差异需求。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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